Резервированная система электропитания

Резервированная система электропитания

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОПИСАНИЕ ымя

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 14.12.81 (21) 3363929/24-07 (31) М. НЛ.

G F 1/56

Н 02 J 1/10 с присоединением заявки ¹Государственный комитет

СССР оо делам изобретений и открытий (23) Приоритет—

Опубликовано 070383. Бюллетень ¹ 9 (53) УДН 621,316. .722.1 (088 ° 8) Дата опубликования описания 07.03.83

К.И. Диденко, Б.С. Левочко, А.В. Мамонов и Е.В. Маслий

/

М

Научно-производственное объединенйЪ-щ сйст щаи,/ автоматизированного управления ."

»» f (72) Авторы изобретения (71) Заявитель (54) РЕЗЕРВИРОВАННАЯ СИСТЕМА ЭЛЕКТРОПИТАНИЯ

Изобретение относится к электро- технике и предназначено для использования в электроустановках, к которым одновременно предъявляются требования по поддержанию на неизменНоМ уровне напряжения на потребителе и заданного токораспределения между питающими источниками.

Известна резервированная система электропитания, содержащая ряд параллельно включенных питающих узлов, в выходные цепи которых включены датчики нагрузочного тока, сумматор, входы которого соединены с выходами датчиков тока, делитель напряжения, потенциальный вход которого подключен к выходу сумматора, блок управления, вход которого соединен с выходом делителя напряжения, один из выходов— с управляющим входом последнего, а остальные выходы — с опорными входами питающих узлов (11 .

Недостаток известной системы, в которой один из питающих узлов (ведущий) предназначен для стабилизации напряжения, а остальные (ведомые) для стабилизации тока, связан с низкой надежностью работы в случае отказа ведущего питающего узла. Остальные источники поддерживают только заданное соотношение токов, а напряжение на потребителе не стабилизируется. Пониженная надежность системы объясняется также и значительной сложностью ее конструктивного выполнения.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является резервированная система электропитания, содержащая два параллельно включенных источника напряжения, в каждый из которых введены регулирующий элемент, включенный между полюсами соответствующей первичной питакхцей сети и выводами для подключения нагрузки, пер" вый сумматор, соединенный одним из входов с выходом источника, второй сумматор, подключенный одним иэ входов к выходу первого сумматора, другим входом — к выходу блока опорного напряжения, а выходом - к цеци управления регулирующим элементом, датчик нагрузочного тока, включенный в выную цепь регулирущцего элемента, дифференциальный усилитель, связанный входами с выходами датчиков нагрузочного тока обоих источников, а выходом — с другим входом первого сумматора 2 .

1003051

Недостаток указанной системы также определяется невысокой эксплуатационной надежностью, обусловленной в основном нерациональной последовательностью функционального включения измерительных и управляющих блоков источников.

Целью изобретения является повышение надежности работы подобного пи,тающего комплекса.

Поставленная цель достигается тем, 10 что в резервированной системе элект.ропитания, содержащей дна параллельI но включенных источника напряжения, каждый из которых включает в себя регулирующий элемент, включенный между полюсами соответствующей первичной питающей сети и выводами для подключения нагрузки, первый сумматор, соединенный одним из входов с выходом источника, второй сумматор, 20 подключенный одним из входов к выходу первого сумматора, а выходом - к цепи управления регулирующим элементом, датчик нагрузочного тока источника, включенный в выходную цепь регулирующего элемента, блок опорного напряжения, в каждом из источников напряжения другой вход первого сумматора соединен с выходом блока опорного напряжения, два других входа

25 второго сумматора — с выходами датчи ков нагрузочного тока обоих источников, а выход первого сумматора под-, ключен к соответствующему управляющему входу регулирующего элемента.

На фиг. 1 представлена функциональвичным питающим сетям с напряжениями

Ut.q и Ue (а в их выходные цепи включены датчики 4.1 и 4.2 нагрузочного тока источников напряжения. Сигналы рассогласования вырабатываются сумма-55 торами 5.1 и 5.2, входы которых соединены с выходами соответствующих источников напряжения и блоков опорного напряжения U>(не показаны), а также сумматорами 6.1 и 6.2, входы которых подключены к выходам сумматоров соответственно 5.1 и 5.2 и входам обоих датчиков 4.1 и 4.2 нагрузочного тока. На выходах сумматоров 6.1 и 6.2 установлены ограничи65 ная схема предлагаемой резервированной системы электропитания; на фиг.2один из возможных вариантов исполнения трехвходового сумматора в совокупности с ограничителем.

Система содержит два параллельно включенных источника 1 и 2 напряжения (фиг ° 1), силовые части которых отображены регулирующими элементами 45

3.1 и 3.2 (в целях упрощения в эти регулирующие элементы условно введены выпрямители, фильтры, блоки.формирования закона регулирования, защитные блоки). Входы указанных регулирующих элементов подключены к пер- 5О тели 7.1 и 7.2. Выходы названных ограничителей, а также выходы суммато- . ров 5 ° 1 и 5.2 соединены с управляющими входами соответствующих регулирующих элементов. Нагрузочные токиЭ„„ и Э.2н отдельных источников составляют общий ток нагрузки 5н, протекающий в блоке 8 нагрузки, включенном на общем выходе данной системы электропитания под напряжение Utt.

Конструктивная реализация каждого из трехвходовых сумматоров 6.1 и 6.2 с ограничителем выполнена с использованием операционных усилителей 9 и

10 (фиг. 2), резисторов 11-17 и диодов 18 и 19.

Система работает следующим образом.

Выходное напряжение 0>, выделяюt(Ieeca на сопротивлении блока 8 нагрузки, сравнивается с опорным напряжением 0О в сумматорах 5.1 и 5.2.

На выходах указанных сумматоров вырабатываются сигналы рассогласования (( я„ и g<, пропорциональные отклонениям напряжения 0> от опорного напряжения 0о ! 2. (.)н ()o

На входы сумматоров 6.1 и 6.2 по-,. даются соответственно сигналы f f с выходов сумматоров 5.1 и 5.2 -й по два сигнала с выходов датчиков 4.1 и 4.2 нагрузочного тока, отображающих величины токов источников 1 и 2, Выходные сигналы сумматоров 6.1 и

6.2 подводятся соответственно к ограничителям 7.1 H 7.2. На выходах последних вырабатываются сигналы рассогласования Е„ н ", уровни которых соответствуют выражениям (! -0 -Е, У(0,,-0„-8 )то; g 2((r "y къ - посто-, янные коэффициенты.

Принято, что сигналы |: ) 0 и g ) p увеличивают выходные токи соответствующ(их источников питания, а сигна((( лы f. с 0 и t с0 наоборот, способствуют их уменьшению. 3а счет действия обратных связей поддерживают (н

Е„+6„=0 н 1Я 82=0. (4)

Рассмотрим случай, когда К = К и в системе подцерживается равенство

Ve 32II

J(II

В установившемся режиме Я (1 gt и (2 находятся на нулевом уровне, при этом

3 -3 н 1н ьн 1н З н "0"и (о.

1003051

Если по каким-либо причинам окажется, ч.о 3jp Ф Э и, например" нт Э н то в соответствии с выражением (2) имеет место Е = 0 - U>< "„ у 0 и источником 1 напряжения, согласно (4 Р поддерживается соотношение (( 4 -0 -&,+Е, О, ()> =U> или 3,м= м.

° б г.

Поскольку в соответствии с выражением (3)E. = О, то в данном случае, опять же согласно (4), с помощью источника 2 напряжения поддерживается 35 о, т.е. н = ) о.

Таким образом, в рассматриваемых условиях. источник 1 автоматически 20 поддерживает равенство нагрузочных . токов З„ц и 32„, а источник 2 стабилизирует выходное напряжение 0н на уровне 08. В случае Э „ 3 „ источники 1 и 2 напряжения меняются ролями?5 .При выходе из строя одного из источников напряжения, например при пропадании напряжения 0 первичной питающей сети источника 1, величина

Я" для оставшегося источника 2 в 30 соответствии с выражением (3) равна й. нулю. В связи с этим источник 2 поддерживает Е = О, т.е. U = Ц.

Предлагаемая резервированная система электропитания позволяет раз- 35 дельно стабилизировать напряжение на нагрузке и поддерживать заданное соотношение между нагрузочными токаМи источников. При отказе одного из источников другой автоматически пере- 40 ходит в режим стабилизации напряжеяия, так что отказа системы в целом не наблюдается. Повышенная надежность работы данной системЫ обусловлена тем, что роли ведущего и ведомо го источников не закреплены эа ними жестко, а меняются в зависимости от перераспределения нагрузочных токов

Формула изобретения

Резервированная система электро- питания, содержащая два параллель- но включенных источника напряжения, каждый иэ которых включает в себя регулирующИй элемент, включенный между полюсами соответствуют;ей первичной питающей сети и выводами для подключения нагрузки, первый сумматор, соединенный одним из входов с выходом источника, второй сум. матор, подключенный одним иэ входов к выходу первого сумматора, а выходом - к цепи управления регулирующим элементом, датчик нагруэочного тока источника, включенный в выходную цепь регулирующего элемента, блок опорного напряжения, о т л ич а ю щ а я с я тем, что, с целью помыения надежности ее работы; в каждом иэ источников напряжения другой вход первого сумматора соединен с выходом блока опорного напряжения, два других входа второго сумматора - с выходами датчиков нагрузочного тока обоих источников, а выход первого. сумматора подключен к соответствующему управляющему входу регулирующего элемента.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР ,9 773597, кл. G 05 F 1/56, 1979.

2. Авторское свидетельство СССР

9 451987, кл. G 05 F 1/56, 1973.

1003051

Составитель Л. Морозов

Редактор Н. Рогулич Техред Т.Маточка Корректор Ю. Макаренко

Заказ 1552/31 Тираж 872 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4